ルドルフ・ディーゼルは1892年に自身のエンジンの特許を取得しました。ディーゼルエンジンはガソリンエンジンとは動作原理が異なります。ガソリンエンジンのように燃料と空気を混合して火花で点火するのではなく、ディーゼルエンジンは空気を極限まで圧縮し、燃料に接触した瞬間に着火するほど高温にします。圧縮比はガソリンエンジンの8:1～12:1に対し、ディーゼルエンジンは一般的に14:1～25:1と非常に高くなっています。そのため、ディーゼルエンジンはより大きなトルクと優れた燃費を実現しています。

このエンジンには点火プラグがありません。燃料噴射装置によって、適切なタイミングでディーゼル燃料が燃焼室に直接噴射されます。燃料は圧縮熱によって着火します。燃焼は不均一で騒音も大きいため、ディーゼルエンジンはガラガラと音を立てます。現代のコモンレール式燃料噴射装置とターボチャージャーの採用により、ディーゼルエンジンはより静かで、クリーンで、パワフルになりました。

ディーゼルエンジンは、トラック、バス、船舶、列車、重機などで広く使われている。また、燃料税制がディーゼル車に有利なヨーロッパでは、乗用車にも広く普及している。一方、米国では、フォルクスワーゲンの排ガス不正問題（一部の車両が排ガス試験で不正を行っていたことが明らかになった）の影響もあり、ディーゼル車はニッチ市場となっている。

ディーゼルエンジンの排気ガスには、大気汚染の原因となる窒素酸化物や微粒子状物質が含まれています。最新のシステムでは、選択的触媒還元、ディーゼル微粒子フィルター、排気ガス再循環などを用いて排気ガスを浄化しています。ディーゼルエンジンは高効率ですが、後処理なしではクリーンな排気ガスとは言えません。